人形机器人应用场景及主流产品介绍

文 | 开山

人形机器人凭借其类人的感知交互能力、肢体结构和运动方式，能够快速融入为人类设计的各种环境，可以在简单重复劳动和危险场景中替代人类，在复杂技能场景中辅助人类，在商业和家庭场景中服务人类。未来人形机器人的广泛应用将深刻改变社会形态和人们的生产生活方式，有望成为继个人电脑、智能手机、新能源汽车后的新终端，形成新的万亿级市场。继《一文读懂具身智能最佳载体——人形机器人（一）》介绍人形机器人的发展历程、进展和关键技术之后，本文介绍人形机器人市场规模、应用场景和主流产品。

2025：人形机器人产业的“量产元年”

人形机器人处于发展初期。从功能上看，人形机器人可分为5个能力等级。

第一级Lv1基础能力实现，指具备稳定的走、跑、跳功能和初步的交互能力；

第二级Lv2初级智能实现，可实现特定场景下的特定功能，泛化能力较弱；

第三级Lv3场景智能实现，特定场景下能够完成大部分非结构化任务，具备一定泛化能力；

第四级Lv4是多场景适配，能够在多个场景完成大部分非结构化任务，不少于3个场景；

第五级Lv5是全面智能实现，能够实现真正的具身智能，通过简单学习即可完成各类任务。

目前全球绝大多数全能型人形机器人产品处于Lv1级，少部分头部企业最新产品正在逐步向Lv2级探索，并从工业制造领域的to B端向服务领域的to C端拓展。比如2024年10月特斯拉Optimus机器人演示做饭、调酒、跳舞等服务功能，展现出更高水平的交互能力和更流畅的运动能力。

2025年被视为人形机器人产业的“量产元年”，处于从技术突破到量产落地的关键阶段。2024年在生成式人工智能热潮的推动下，人型机器人商业化取得一系列突破性进展。随着伺服电机、谐波传动和传感器等关键技术的进步，人型机器人的开发成本明显降低。同时，设备内人工智能计算的改进让运动控制、导航和计算机视觉方面的人工智能软件得以集成。由于对计算密集型设备内人工智能的高需求，人型机器人在未来机器人自动化领域充满潜力。

多因素驱动人形机器人市场拥有广阔前景

人形机器人产业未来市场前景十分广阔。据Omdia最新研究报告《2021-2030年机器人硬件市场预测》称，预计到2027年，全球人型机器人出货量将超过10,000台，到2030年将达到38,000台。意味着2024-2030年的复合年增长率将达到83%。高盛预测，到2035年，全球人形机器人市场规模将达到380亿美元，出货量达140万台。中国市场预计在2030年成长为千亿元市场，占全球份额的30%以上，年均增速超过50%。摩根士丹利在最新发布的《人形机器人100：绘制人形机器人价值链图谱》中提到，人形机器人将成为未来十年科技投资的最大主题之一，预计到2050年，中国的人形机器人市场规模将达到6万亿元，人形机器人总量达到5900万台。行业规模增长背后的驱动因素主要包括：

1. 劳动力短缺与老龄化：人形机器人的核心需求是代替或辅助人类完成各种任务，中国60岁以上人口占比超18.7%，日本、欧洲老龄化率持续攀升，推动护理、医疗机器人需求；

2. 工业自动化升级：制造业对柔性生产需求激增，特斯拉Optimus已进入工厂测试，优必选Walker S1在比亚迪产线实现质检效率翻倍；

3. 技术成本下降：宇树G1售价9.9万元，硬件自研率超80%，国产供应链成熟推动成本下降；

4. 政策及资金支持：中共中央、国务院发布关于深化养老服务改革发展的意见提出，研究设立养老服务相关国家科技重大项目，重点推动人形机器人、脑机接口、人工智能等技术产品研发应用。中国《人形机器人创新发展指导意见》提出2025年建立创新体系，北京、上海等地设立百亿级产业基金。全球范围内，OpenAI、英伟达等科技巨头通过投资Figure AI、Apptronik等企业加速技术落地。

人形机器人应用场景丰富，从工业到家庭渗透

人形机器人有着与人类似的“肢体”结构和运动方式，在各类场景中将发挥重要作用。主要潜在场景包括生产制造、社会服务、特种作业三大类。

生产制造领域，可以有效解决人口老龄化问题，缓解未来的劳动力短缺，如汽车、农业和3C制造业生产等；社会服务领域，可从事公共服务业、家政服务员、物流配送员、安保巡逻员等岗位；特种作业领域，人形机器人可在危险的作业环境中对人类进行替代，如深海、民爆、核电站等危险场景替代人类完成生产、巡检、探测、排爆等工作。

服务B端仍然是目前人形机器人应用的重点场景，如电网巡检、电气作业、核主泵安防巡检等特殊场景。而在C端领域，无论是科研、工业，还是家庭服务，人形机器人的未来发展潜力巨大。各场景的共性需求包括人机交互能力、精准作业能力、自主决策能力、运动安全和安全伦理需求等，同时各有侧重。

目前，特斯拉、优必选、小米等人形机器人均已聚焦工业生产领域，可通过与传统自动化设备的协同，可实现装配底盘、打螺丝等，实现复杂工业场景的无人化生产。如特斯拉称Optimus将率先应用于汽车制造领域，协助人类完成重复性、高危险性的工作。优必选推出的Walker S系列，也将率先适用于汽车领域工业场景，未来将逐步拓展至汽车零部件、3C、智慧物流等场景。总结来说，主要应用场景包括以下几个方面：

1.工业生产制造领域

在工业生产制造领域，人形机器人可实现：

- 精密装配与操作。3C电子产品内部结构复杂，包含大量微小精细零部件，人形机器人通过高精度的机械臂和灵巧手，可进行精准的抓取、放置、组装等操作，完成一系列精密装配任务。

- 厂内物料流转与管理。人形机器人可以高效进行物料搬运、库存盘点等工作，通过自动识别技术，准确无误地将物料送达至指定工位，提高供应链效率。

- 质量检测与维护。借助视觉识别、力感知等技术，可以执行产品外观检查、功能测试等质量控制任务，也能对设备进行预防性维护和故障排查。

人形机器人在汽车制造、电子装配等领域的应用已初见成效。优必选Walker S1在比亚迪工厂执行质检任务，错误率低于0.1%。

2.智慧物流领域

在智慧物流领域，人形机器人可以实现：

- 仓储管理与挑选。人形机器人可以灵活在货架间移动，利用视觉识别和深度学习精准定位和抓取货物，实现智能挑选；

- 搬运与装卸。可以进行重物搬运以及复杂环境下的货物装卸作业，减轻人类负担，并且能在一些不适合人类进入的特殊环境下替代人类作业。如Agility Robotics的Digit V2在GXO仓库实现货物分拣效率提升50%。

- 自主导航与调度。通过先进的传感器和自主导航系统，可以在复杂的仓库环境中实现自主路径规划和避障行驶，提高整体作业效率。

3.家庭服务领域

在家庭服务领域，人形机器人作为陪伴型机器人，能提供家政、教育、娱乐等多种服务，如照顾老人与儿童、进行简单的家务劳动、辅导孩子学习等。

目前，人形机器人在家庭服务的应用处于起步阶段，主要集中在基础陪伴、娱乐互动及简单家务劳动。随着未来成本进一步下降，人形机器人将逐步承担家务、陪护等任务。

特斯拉Optimus的目标成本已降至2万美元以下，为家庭普及奠定了基础。优必选Alpha Ebot可通过编程教学与儿童互动。智元远征A2-D可协助老人如厕、喂食，情感识别模块支持情绪安抚。

4.商业服务领域

在商业服务领域，目前人形机器人主要应用在封闭环境的室内场景中，首先落地的包括迎宾接待、导览讲解、需求解答、舞蹈表演等对运动性能要求不高的场景。

5.医疗健康领域

在医疗健康领域，我国医疗行业面临长期护理工作人员短缺和人口老龄化日益严重的问题，主要痛点包括医护人员短缺、医疗资源分布不均衡和医疗成本高昂等。人形机器人可以辅助医护人员进行日常工作，降低工作强度和负担。智能康养人形机器人能够承担繁重和重复的康复任务，确保训练动作的准确性和一致性，可以应对快速增加的养老需求，填补人工供需缺口。

目前人形机器人在医疗健康领域的应用处于起步阶段，仍面临技术成熟度、成本、医疗准确性和安全性等问题。此外，医疗行业对安全性和隐私性要求极高，人形机器人的生产和应用需要满足诸多严格的标准和认证。

6.危险作业领域

在危险作业领域，人形机器人可替代人类在危险环境中进行工作，提高工作安全性和效率。在石油和天然气行业，可以用于井下作业、油气管道巡检、危化品处理等危险作业。在核能行业，人形机器人可以在辐射环境下进行工作，用于核废料处理、核设施维护等危险作业，降低人员风险。此外在矿山、化工、消防等领域，人形机器人也可以用于矿井巡检、采矿等危险作业。

7.灾害救援领域

在灾害救援领域，人形机器人可以在地震、火灾、洪水等灾害发生后帮助救援人员快速定位受害者，提高救援效率，减少人员伤亡。人形机器人可以进入人类无法进入的区域，进行搜索和救援工作，通过各种传感器和设备探测生命迹象、搜寻被困人员、探测有害气体等，为救援提供重要信息。

此外，还可以进行一系列危险的操作，进入高温、有毒或有放射性的危险环境，并协助救援人员进行物资运输和后勤保障工作。

全球已有多款人形机器人产品发布

截至2025年2月，全球已有多款人形机器人产品发布，国际上包括：Optimus（特斯拉）、Figure 01（Figure AI）、Atlas（波士顿动力）、Digit V2（Agility Robotics）、Apollo（Apptronik）、Clone（波兰Clone Robotics）等。国内包括：宇树H1/G1（宇树科技）、优必选Walker S1、智元机器人远征A2-D、傅利叶GR-1（傅利叶智能）、CyberOne（小米）等。

1.特斯拉的Optimus

Optimus在外形设计上，体现科技与仿生的融合。采用极简主义设计理念，身高1.72米，体重73公斤，接近成年人体型。其外观以黑色与金属银色为主色调，面部无传统五官设计，通过集成显示屏实现交互信息的可视化呈现。

身体结构采用仿生学关节设计，模拟人类骨骼与肌腱形态，手部采用五指仿生设计，每只手拥有22个自由度（接近人类的27个），指尖集成触觉传感器，可精准抓握鸡蛋而不破碎。腿部采用12个自由度搭配6轴力传感器，步行速度达1.5米/秒，可在倾斜15°的斜坡或碎石地面上稳定行走。材质方面采用碳纤维与轻量化合金，兼顾强度与运动灵活性。

硬件架构上，全身配备28个结构执行器，包含14个旋转执行器（无框力矩电机+谐波减速器）和14个线性执行器（行星滚柱丝杠），扭矩密度达150牛·米/千克，比传统伺服电机高50%。感知模块集成8颗Autopilot摄像头、毫米波雷达及3D视觉传感器，实现360°环境感知，支持动态避障与自主导航。动力系统采用特斯拉4680电池组（2.3kWh容量），单次充电支持8小时中等强度工作，能量密度达260瓦时/千克.

软件与AI能力上，复用特斯拉完全自动驾驶（FSD）的视觉神经网络，构建“感知-决策-执行”闭环，通过Dojo超算（1.1 EFlops算力）实现动作的端到端学习。整合了自然语言处理（NLP）与触觉反馈，例如通过麦克风识别指令，或根据压力传感器调整抓握力度。同时，基于强化学习算法，Optimus可通过观察人类动作（如遥操作团队的动作捕捉数据）自主优化任务执行策略。

特斯来计划2025年部署1万台Optimus，执行零件搬运、电池分装等重复性任务，预计提升装配线效率30%。同时可承担生活助手、医疗辅助、危险作业等任务。预计2025年生产数千台，2026年扩产至5-10万台，2027年突破百万台，单台成本降至2万美元以下。未来会在续航、通用性和人机协同方向继续演进。

2.Figure 02

Figure AI于2023年3月发布人形机器人Figure 01，2024年8月发布Figure 02。Figure 02的硬件能力以及与AI的融合程度显著提升。外观方面，没有任何电线或电子设备裸露在外，使得整体外观更加可靠和美观。硬件方面，第四代灵巧双手拥有16个自由度，可抓取25公斤物体；电池容量较前代产品增加了50%，一次充电可运行5小时。

25年2月4日创始人宣布Figure终止与OpenAI的合作，放弃了之前演示的Figure01和02中采用的OpenAI的模型，而是全新自研的VLA模型Helix。微软帮助Figure进行训练，英伟达则在GPU硬件和其他模拟工作上给予了大力支持。

Figure 02在宝马工厂测试结果很成功，25年初开始入驻宝马。未来，计划到Figure 03时将实现大规模量产和商业化，机器人可以降到每台设备低于2万美元。

3.波士顿动力公司的Atlas

波士顿动力成立于1992年，研发的人形机器人以卓越的运动能力著称，代表产品Atlas人形机器人，以液压驱动，于2013年首次对外亮相。

Atlas具有出色的平衡能力和高动态运动性能，能够在复杂地形上行走、奔跑、跳跃，甚至完成一些高难度的动作。这得益于波士顿动力深厚技术积累的机器人动力学、高精度控制算法使机器人能够在考虑环境的同时规划复杂的全身运动。

公司2005年推出四足机器狗BigDog，2008年开发PETMAN机器人，2013年首次公开Atlas，后续16-24年陆续更新了Atlas的行走、跳跃、后空翻、跑酷等能力。2024年宣布液压Atlas退役，并公布了下一步全电动Atlas机器人，电动版Atlas更强大，运动范围更广。

由于商业化能力缓慢，多次易主被收购：2013年被谷歌收购，2017年被软银收购。2021年被现代汽车集团收购，持有80%股份，估值11亿美元，预计25年底在现代汽车产线上测试。公司还与英伟达合作，利用英伟达的AI和Omniverse技术，加速人形机器人的开发，包括使用英伟达的Isaac Sim进行模拟训练，以及使用英伟达的Jetson Thor等计算平台来运行模型；2024年与丰田研究院达成战略合作，将利用丰田在LBM（大行为模型）的能力加速Atlas人工智能能力的发展。

4.宇树科技 UnitreeH1

宇树科技2016年成立，在核心零部件上，自主研发电机、减速器、控制器、激光雷达、双目相机等机器人的关键核心零部件，配备了先进的三指灵巧手Dex3-1，同时由机器人世界模型UnifoLM驱动。AI方面，使用与英伟达合作的大模型，利用其通用AI优势为机器人赋能。

2023年8月推出通用人形机器人H1，2024年5月又迭代G1，售价9.9万起，为业界最低。UnitreeH1人形机器人身高约1.8米，整机重量仅47千克，最大关节扭矩可达360牛米。凭借轻量化与高负载能力，UnitreeH1在科研和高校领域表现出色。而另一款面向C端的UnitreeGo2机器狗，则以遛狗和拖物功能为主，售价从1万到1.8万不等，最大可负重10公斤，续航50公里或4-6小时，具备避障和爬楼梯的能力，被称为宠物的替代品。

5.优必选 Walker S1

Walker系列拥有全身40+自由度，双足步态控制误差<2cm。运动控制方面，基于自研3D视觉定位+多传感器融合，实现动态平衡、上下楼梯、舞蹈等高难度动作。AI能力上，搭载多模态交互系统「Cloud AI」，整合自研语音、视觉大模型，支持场景化任务学习，Walker S通过接入百度文心大模型，多模态感知与运动控制能力上提升，获得了高级的意图理解能力和细粒度规划能力。2025年2月20日，优必选官网公布将基于DeepSeek-R1研发适用于人形机器人的多模态具身推理大模型。

6.智元机器人远征A2-D

智元机器人的远征A2-D人形机器人，主要聚焦于家居场景，如做三明治、熨烫衣服等C端领域，同时也可用于B端场景的仿真工业操作。通过手柄控制，A2-D能够采集更精准的数据，包括力度、角度和视觉等，确保数据的高精度。

参考文献

[1] 中国信通院，人形机器人产业发展研究报告2024，2024年12月

[2] 亿欧智库，2024年人形机器人核心场景发展洞察研究报告，2024年8月

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